注塑机电气控制系统(5)

2020-02-21 22:50

业仪表、过程控制或计算器中。

第二阶段(1974~1977):以8位微处理器为基础,典型的微处理器有Intel 8080/8085、Zilog公司的Z80及Motorola公司的6800。微处理器采用高密度MOS(HMOS)工艺,具有较完整的指令系统和较强的功能。存储器容量达64KB,配有荧光屏显示器、键盘、软盘驱动器等设备,构成了独立的台式计算机。配有简单的操作系统(如CP/M)和高级语言。

第三阶段(1978~1981):以16位和准32位微处理器为基础,如Intel公司的8086、Motorola的68000和Zilog的Z8000。微处理器采用短沟道高性能NMOS工艺。在体系结构方面吸纳了传统小型机甚至大型机的设计思想,如虚拟存储和存储保护。

第四阶段(20世纪80年代):80年代初,IBM公司推出开放式的IBM PC,这是微型机发展史上的一个重要里程碑。IBM PC采用Intel 80x86(当时为8086/8088、80286、80386)微处理器和Microsoft公司的MS DOS操作系统并公布了IBM PC的总线设计。

第五阶段(20世纪90年代开始):RISC(精简指令集计算机)技术的问世使微型机的体系结构发生了重大变革。 注塑机所用的微型计算机如图7-25所示。

2.继电器

继电器有电磁、时间、热、固态、压力继电器等。 (1)电磁继电器

符号:K CR 图形:

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图7-25 微型计算机控制结构原理示图

电磁继电器结构及工作原理,如图7-26所示。继电器可以对各种输入量的变化作出反应,而接触器只有在一定的电压信号下动作:继电器是5 用于切换小电流的控制和保护电路,而接触器是用来控制大电流电路,因此,继电器触头容量较小(一般5A以下),且无灭孤装置。

电磁式继电器分直流与交流;按继电器参数可分电流、电压、中间继 电器等。

(2)时间继电器

时间继电器是利用电磁或机械原 理实现延时接通或断开的自动控制电

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图7-26 电磁式继电器结构原理图

1-线圈 2-铁心 3-磁轭 4-弹簧

5-调节螺母 6-调节螺钉 7-衔铁 8-非磁性垫片 9-常闭触头 10-常开触头

器。有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等。

①空气阻尼式如图7-27所示,是利用空气阻尼原理获得延时。由电磁系统、延时机构和触头三部分组成。电磁机构为直动式双E型,触头系统是借用LXS型微动开关,延时机构采用气囊式阻尼器。

图7-27 空气阻尼式时间继电器结构原理图

1-线圈 2-铁心 3-衔铁 4-反力弹簧 5-推板 6-活塞杆

7-杠杆 8-塔形弹簧 9-弱弹簧 10-橡皮膜 11-空气室壁 12-活塞 13-调节螺杆 14-进气孔 15、16-微动开关

空气阻尼式时间继电器。可做成通电延时型或断电延时型。电磁机构可是直

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流或交流的。通电延时型时间继电器工作原理,如图所示。

线圈1通电,衔铁3被钱心2吸合,活塞杆6在塔形弹簧8的作用下,带动活塞12及橡皮膜10向上移动。但由于橡皮膜下方气室空气稀薄,形成负压。活塞杆6只能缓慢地上移动,移动的速度视进气孔的大小而定,通过调节螺杆13调整,经过一定的延时后,活塞杆到最上端,通过杠杆7将微动开关15压动,常闭触头断开,常开触头闭合,起通电延时作用。

线圈1断电时.电磁吸力消失,衔铁3在反力弹簧4作用下释放,并通过活塞杆6将活塞12推向下端,橡皮膜10下方气室内的空气通过橡皮膜10、弱弹簧9和活塞12的肩部所形成单向阀,从橡皮膜上方气室的缝隙中排掉,因此杠杆7和微动开关15能迅速复位。

线圈1通电和断电时.微动开关16在推板5作用下能瞬时动作。 空气阻尼式时间继电器延时范围大、结构简单、寿命长、价格低廉。但延时误差大(士10%一土20%),无调节刻度指示,难以精确地整定延时值。在延时精度要求高的场合,不宜使用。

②晶体管式时间继电器如图7-28所示。

晶体管式时间断电器也称半导体时间断电器,有延时范围广、精度高、体积小、耐冲击、耐振动、调节方便、寿命长等优点,所以发展很快使用也日益广泛。

晶体管式时间继电器利用RC电路。充电时,电容器上的电压逐渐上升产生延时。因此,改变充电电路的时间常数(电阻值),即可整定延时时间。继电器的输出形式有触点和无触点式,前者是用晶体管驱动小型电磁式继电器,后者是用晶体管或晶闸管输出。

图7-28 晶体管式时间继电器原理图

时间继电器的线圈及触点符号如图6-29所示。

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(1) (2)

(3) (4)

(5) (6) (7) (8)

图7-29 时间继电器线圈及触点符号示图

1-线圈一般符号 2-通电延时线圈 3-断电延时线圈 4-延时闭合常开触头 5-延时断开常闭触头 6-延时断开常开触头 7-延时闭合常闭触头 8-瞬动常开触头 9-瞬动常闭触头

(3)热继电器

热继电器是利用电流热效应保护电器。电动机在运行中,若过载不太大,时间较短,其线圈绕组不超过允许温升,是允许的。但过载时间过长,绕组温升超过允许值时,会加剧绕组绝缘老化,缩短电动机使用年限,甚至导致电机绕组烧毁。因此,电动机长期运行需要过载保护装置。

热继电器,如图7-30所示。 热继电器由热组件、双金属片和触头三部分组成。双金属片是热继电器的感测组件,由两种不同线膨胀系数的金属用机械辗压而成,线膨胀系数大者称为主动层,小者称为被动层。热组件串接在电动机定子绕组中。当电动机正常运行时,热组件产生的热量虽能使双金属片弯曲,但还不足以使继电器动作,但过载时,流过热组件的电流增大,热组

图7-30 热继电器结构示图

1-热元件 2-双金属片 3-导板

4-触头 件产生热量增加,双金属片弯曲位移增大,

经过一定时间后,双金属片推动导板使触头动作,切断控制电路。

热继电器的图形符号及文字符号 符号:FR(OL) 图形:

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(4)固态继电器(SOLIDSTATE RELAYS)

简写“SSR”,是由固态电子组件组成的无触点开关器件,利用开关三极管、双向可控硅等半导体器件的开关特性,达到无触点无火花地接通和断开电路的组件称无触点开关。由于无触点工作特性,在控制领域得到广泛地应用。

固态继电器

(SSR)按使用场合可分交、直流型,分别在交、直流电源上做负载开关,但不能混用。

交流型(SSR)工作原理,如图7-31所示,由部件①-④构成交流固态继电器的主体,两个输入端A、B及两个输出端C、D组成的四端器件。

工作时,在A、B上加上控制

图7-31 交流固态继电器原理图

信号,控制C、D两端的“通”或“断”。耦合电路为A、B端输入控制信号,提供输入/输出端的通道,但又在电气上断开固态继电器中输入端和输出端之间的电流通路,以防止输出端对输入端的影响。耦合电路中“光耦合器”,动作、响应灵敏,输入/输出端间的绝缘电压等级高;输入端的负载是发光二极管,使SSR输入端容易与输入信号电平匹配,可直接与计算机输出口相接,受“1”与“0”的逻辑电平控制。触发电路产生触发信号,驱动开关电路④工作,但由于开关电路不加特殊电路时,会产生射频干扰,以高次谐波或尖峰污染电网,为此设“过零控制电路”,当控制信号的交流电压过零时,继电器处于通态;当断开控制信号后,要等待交流的正半周与负半周交界点(零电位)时,继电器才为断态,防止高次谐波的干扰和对电网的污染。吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌电压对开关器件,双向可控硅管的冲击、干扰。一般用“R-C”串联吸收电路或非线性电阻(压敏电阻器)。 典型的交流型固态继电器工作原理,如图7-32所示,外型如图7-33所示。 固态继电器特点:

继电器实现弱信号(Vsr)对强电(输出端负载电压)控制。光耦合器,使控制信号在极低功率(约十余毫瓦)下工作,且Vsr的工作电平与TTL、HTL、CMOS

图7-33 固态继电器外型图

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图7-32 固态继电器工作原理图


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